- •И.А. Гладышева, т.В. Самодурова, о.В. Гладышева, о.А. Волокитина
- •1. Основные сведениея о жестких дорожных одеждах
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Конструктивные слои жесткой дорожной одежды
- •Минимальная рекомендуемая толщина покрытия
- •1.3. Продольные и поперечные швы
- •1.4. Штыревые соединения и армирование покрытий
- •1.5. Требования к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •1.6. Основные принципы и задачи конструирования
- •1.7. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным
- •2. Расчетные нагрузки, характеристики материалов
- •2.1. Расчетные нагрузки и интенсивность движения
- •Параметры расчетной нагрузки
- •Перспективную интенсивность движения на последний год срока службы дорожной одежды определяют по формуле
- •Суммарный коэффициент приведения Sm.Сум
- •Значение коэффициента kп в зависимости от категории дороги
- •2.2. Нормативные и расчетные характеристики цементобетона
- •Рекомендуемые минимальные классы прочности цементобетона
- •Значения начального модуля упругости цементобетона
- •Расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия
- •Марка бетона по морозостойкости
- •2.3. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов
- •Механические характеристики теплоизоляционных слоев
- •2.4. Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя
- •Среднее многолетнее значение относительной влажности грунта
- •Поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин
- •Коэффициент нормированного отклонения
- •3. Расчет жеской дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •3.1. Напряжения, возникающие в плите под действием внешней
- •По классификации профессора м.И. Горбунова-Посадова в зависимости от величины показателя s плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории:
- •3.2. Температурные напряжения
- •3.3. Расчет основания
- •3.4. Расчет толщины плиты
- •3.5. Проверочный расчет продольной устойчивости покрытия
- •4. Проверка конструкции дорожной одежды
- •Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании
- •Группы грунтов по степени пучинистости
- •Допускаемая величина морозного пучения
- •Значения коэффициента Кпл для грунта рабочего слоя
- •Значение коэффициента Кгр
- •Значение коэффициента Квл
- •Значение коэффициента Кувл при 1-ой схеме увлажнения
- •Значение коэффициента Спуч
- •Значение коэффициента Ср
- •Значения показателя Спуч при расчете толщины теплоизолирующего слоя
- •5. Жесткая дорожная одежда с цементобетонным
- •5.1. Конструктивные особенности жесткой дорожной одежды
- •5.2. Требование к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •5.3. Конструирование жесткой дорожной одежды с цементобетонным
- •Минимальные значения толщины слоя асфальтобетона и цементобетона
- •Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку
- •Конструктивные слои из черного щебня
- •5.4. Расчет толщины цементобетонного основания
- •5.5. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •6. Жесткая дорожная одежда со сборным покрытием
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Конструирование дорожной одежды со сборным покрытием
- •6.3. Требования к дорожной одежде со сборным покрытием
- •7. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия и основания
- •7.1. Конструкции непрерывно армированных цементобетонных
- •7.2. Требования к материалам
- •7.3. Общие положения расчета непрерывно армированных покрытий
- •7.4. Расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала
- •7.5. Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок
- •7.6. Конструктивные особенности непрерывно армированных оснований
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Пример расчета жесткой дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения
- •3. Конструирование дорожной одежды Предварительно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости основания
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Расчет толщины плиты
- •8. Определение расстояние между швами сжатия (длины плит)
- •9. Определение расстояния между швами расширения
- •Приложение 2 Пример расчета дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и цементобетонным основанием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения.
- •3. Конструирование дорожной одежды
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости грунта и дополнительного слоя
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Проверка расчетом толщины цементобетонного основания
- •8. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •Дорожно-климатическое районирование
- •Теплофизические характеристики дорожно-строительных материалов
- •Для студентов, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки 653600 «Транспортное строительство»
6.2. Конструирование дорожной одежды со сборным покрытием
Конструкцию дорожной одежды со сборным покрытием принимают в зависимости от конструкции выбранных для покрытия типовых плит целевого назначения, наличия строительных материалов для устройства основания, а также исходя из назначения и условий работы плит в дорожной одежде.
По назначению и условиям работы плиты сборные покрытия применяют в покрытиях на дорогах общей сети, на промышленных дорогах и дорогах нефтяных и газовых промыслов. Устройство сборного покрытия предусматривают на дорогах, постоянных или временных, с учетом или без учета двухстадийного строительства и временной работы плит в первой стадии эксплуатации на слабом основании. Применяют их также на основаниях повышенной жесткости (битумогрунтовых, цементогрунтовых, щебеночных, гравийных и шлаковых).
Дорожная одежда со сборным покрытием имеет следующие конструктивные слои: покрытие, выравнивающий слой, основание, дополнительный слой основания. Схема конструкции дорожной одежды приведена на рис. 6.1.
|
Рис. 6.1. Схема конструкции жесткой дорожной одежды со сборным покрытием: 1 – покрытие; 2 - выравнивающий слой; 3 – основание; 4 – дополнительный слой основания; 5 – грунт земляного полотна |
Плиты покрытия воспринимают нагрузку от движущегося транспорта и распределяют ее на основание.
Проектирование дорожных одежд со сборным покрытием производят на основе применения выпускаемых типовых плит. При этом необходимо учитывать особенности работы покрытия путем конструирования и расчета основания и стыковых соединений.
При проектировании типовых плит учитывают возможности их изготовления на одном и том же оборудовании для возможно большего количества сходных расчетных случаев, а в некоторых вариантах и с обеспечением возможности успешной работы при отклонениях от расчетной жесткости основания в меньшую сторону. Типовые плиты проектируют после их опытно-производственной проверки, элементы типовых плит (стыки, надрезы) – после экспериментально-опытной проверки с учетом особенностей технологии изготовления плит и их элементов.
Разработку и применение новых конструкций плит производят с учетом опыта эксплуатации аналогичных конструкций при соответствующем технико-экономическом обосновании.
Применяют напряженные сочлененные плиты ПДО и предварительно напряженные (ПДН). Плиты могут быть ребристыми, ячеистыми двухслойными или многослойными.
Ненапряженные железобетонные плиты (ПДО) допускается применять только на участках с интенсивностью движения до 1000 авт./сут. При большей интенсивности движения применяют предварительно напряженные плиты.
Рекомендуемая длина ненапряженных плит – 4,5-5,5 м, ширина 1,75-2,30 м; предварительно напряженных – длина 5-6 м, ширина 1,75-2,30 м.
Для внутрихозяйственных и вспомогательных дорог применяют как предварительно напряженные, так и ненапряженные сочлененные плиты. При этом учитывается, что напряженные плиты могут изготовляться без пропаривания, снижающего морозостойкость бетона, и без металлоемкого оборудования. При работе плит на слабом основании сочлененные плиты армируют двухслойной арматурой.
Имеется вариант плиты ПДН размером 6×2×0,14 м с уменьшенным расходом арматурной стали. Данная плита предназначена для строительства в районах с расчетной температурой воздуха до -55 ºС и местах со сложными грунтово-гидрологическими условиями.
В последние годы находят применение покрытия из предварительно-напряженных (ПДН) и ненапряженных железобетонных плит (ПДО). Их конструкции разработаны Союздорпроектом для автомобильных дорог промышленных предприятий и дорог нефтегазовых промыслов в Тюменской и Томской областях, в районах республики Коми.
Минимальные размеры плит в плане определяют из условия обеспечения устойчивости работы основания под торцами плит, максимальные размеры – из условия работы плит на монтажные нагрузки.
На боковых поперечных гранях плит предусматривают стыковые соединения. Конструкция стыковых соединений зависит от величины колесной нагрузки, вида основания и конструкции формы или опалубки. Наиболее распространенные конструкции стыковых соединений для предварительно напряженных плит приведены на рис. 6.2.
Варианты стыковых соединений для ненапряженных плит приведены на рис. 6.3.
Рис. 6.2. Стыковые соединения для предварительно напряженных плит:
а - соединение из свариваемых скоб с прочностью стыков 20 кН; б - то же, с увеличением сечения сварного шва, 40 кН; в – стыковые соединения из скоб, соединяемых двумя
промежуточными шпунтовыми элементами с омоноличиванием раствором, 70 кН;
г - несвариваемое из трех скоб, 70 кН; д - из скобы и паза в бетоне
соседней плиты, 60 - 70 кН; е - из свариваемых пластин, имеющих анкерные стержни, 130 кН при податливости 2 мм.
Рис. 6.3. Варианты стыковых соединений для ненапряженных плит:
а, б - на углах плит, изготавливаемых в матричных формах (с неоткидными бортами);
в, г, д - на боковых гранях плит, изготавливаемых в формах с откидными бортами
На боковых продольных гранях плит предусматривают монтажно-стыковые устройства в виде горизонтальных или вертикальных скоб.
Для повышения долговечности сборного покрытия на кривых, в местах примыкания или уширения целесообразно применять «доборные» плиты или плиты-вставки.
Плиты укладывают таким образом, чтобы между ними оставался зазор шириной не более 8-12 мм. Через 20-25 м устраивают поперечные швы расширения шириной 4-5 см.
Нижнюю часть швов сборного покрытия заполняют цементопесчаной смесью (цемент марки 400-500 15-20 %) или цементным раствором состава 1:1,5 с добавлением 0,2-0,3 % от массы цемента пластифицирующей добавки типа СДБ. Можно применять цементополимерные составы, обладающие повышенной прочностью и скоростью твердения.
Верхнюю часть швов заполняют мастикой, применяемой при устройстве монолитных цементобетонных покрытий. Для большей сохранности кромок и для удобства демонтажа плит, работающих на первой стадии при двухстадийном строительстве, швы на первой стадии должны быть заполнены песком.
Основание принимает нагрузку от плиты и передает на грунт земляного полотна. В зависимости от расчетной интенсивности движения и вида имеющихся на месте строительства дорожно-строительных материалов основание устраивают из песка, щебня, гравия, песчано-гравийных смесей и грунтов, укрепленных различными вяжущими. Основание под сборные покрытия могут устраиваться различных типов. Основные виды оснований под сборное цементобетонное покрытие приведены на рис. 6.4.
На песчаное основание можно укладывать геотекстиль (СНМ) сплошным слоем или прокладки геотекстиля (СНМ) под углами и торцами плит, или продольные полосы из цементогрунта или сухой цементопесчаной смеси.
Дополнительный слой основания устраивают из дренирующих материалов.
Выравнивающий слой устраивают над основаниями из щебня, шлака, гравия и т.д. для обеспечения контакта плит с основанием. Устраивают выравнивающие слои из смесей песка с цементом при соотношении 8:1. Толщина слоя до 5 см. Поверх основания из песчано-гравийной смеси устраивают выравнивающий слой из песка.